Nova técnica de ler qubits simplifica computação quântica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/10/2018

Além de permitir a leitura com alta-fidelidade, a técnica não destrói os dados do qubit.
[Imagem: A. Opremcak et al. - 10.1126/science.aat4625]

Leitura de qubits

Uma nova técnica baseada em fótons de micro-ondas permite ler bits quânticos, ou qubits, de uma forma mais simples e mais escalonável do que os complicados aparatos criogênicos e a temperatura ambiente usados até agora.

Esforços intensivos em escala industrial por equipes do Google, Intel e IBM levaram recentemente a processadores quânticos com 50 qubits ou pouco mais.

Esses qubits consistem em circuitos de micro-ondas supercondutores resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto.

A abordagem de última geração para ler os qubits envolve amplificadores de baixo ruído igualmente criogênicos, associados com uma volumosa eletrônica de micro-ondas a temperatura ambiente, todos os quais são difíceis de escalonar para matrizes de qubits significativamente maiores, necessárias para computadores quânticos práticos.

Ler os qubits sem destruir os dados

Alexander Opremcak e seus colegas tomaram um rumo diferente. Seu método usa um contador de fótons de micro-ondas para determinar o estado de um qubit supercondutor. Poder simplesmente ler o estado do qubit como um número de fótons elimina a necessidade de componentes volumosos e a grande "sobrecarga estatística" que caracteriza as abordagens atuais.

A medição baseada em um contador de fótons apresentou, com um disparo único, uma fidelidade de medição de 92%. Além disso, o amortecimento intrínseco do contador de fótons é usado para extrair a energia liberada pelo processo de medição, permitindo medições repetitivas e não-destrutivas - o dado do qubit não é perdido.

"Nossa abordagem substitui a necessidade de um amplificador criogênico e pode ser escalonada de uma maneira simples, além de nos levar rumo à eliminação de grande parte do hardware necessário a temperatura ambiente," disse o professor Britton Plourde, da Universidade de Siracusa, nos EUA.

Plourde acrescenta que a técnica poderia eventualmente permitir o escalonamento para processadores quânticos com milhões de qubits.

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